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相似文献
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1.
锂离子电池纳米负极电极材料   总被引:1,自引:1,他引:0  
郑洪河  石磊  曲群婷  徐仲榆 《化学通报》2006,69(10):741-748
综述了锂离子电池纳米负极材料研究的最新进展,根据材料的化学组成把锂离子电池纳米级负极材料分为金属基纳米负极材料、非金属基纳米负极材料、金属-非金属复合纳米负极材料、纳米氧化物负极材料和其它纳米负极材料。论述了各类材料的优势和存在的问题,探讨了这些材料的主要制备方法与其结构、形貌和电化学性能之间的关系,展望了纳米负极材料用于锂离子电池的前景。  相似文献   

2.
现有的以石墨为负极的锂离子电池能量密度逐渐接近其理论极限. 基于合金化反应机制的高容量含锂负极材料LixMy(M为能够和锂发生合金化反应的元素)是一类新兴的负极材料, 具有数倍于石墨的储锂比容量, 且可以为电池提供活性锂源. 这些特性使其能够与高容量无锂正极材料(如S, O2, FeF3和V2O5等)相匹配, 构建下一代高比能锂离子电池新体系. 本文综述了近年来高容量合金基含锂负极材料(如LixSi, LixSn, Li3P和LixAl基系列材料)的研究进展, 分析了所面临的挑战, 概述了材料的合成与电极的制备方法, 并介绍了它们在常规锂离子电池、 锂离子-硫电池及锂离子-空气电池等多个全电池体系中的应用实例, 提出并举证了其电化学性能优化与调控的策略, 最后展望了未来的研究方向.  相似文献   

3.
本文综述了第一性原理计算在锂离子电池负极材料中的应用,包括锂离子在负极材料上的吸附和相互作用、结构稳定性、锂离子的扩散、电池反应过程的模拟和实验现象的解释. 第一性原理计算在研究和设计锂离子电池负极材料,特别是其容量、电压、反应过程、扩散、倍率充放电、结够与性能对应关系等方面,已发挥了重要的作用. 随着计算机技术的发展,第一性原理计算将可更深刻地反映负极材料的电化学可逆嵌/脱锂本质.  相似文献   

4.
张永龙  胡学步  徐云兰  丁明亮 《化学学报》2013,71(10):1341-1353
由于电子和信息行业的需要, 过去十年锂离子电池得以快速发展. 目前, 锂离子电池仍呈现需求量增长的趋势, 对锂离子电池的安全性要求也越来越高. 因此促使寻找一种比碳/石墨材料更安全, 循环性能更理想的锂离子电池负极材料以满足电动汽车等新兴行业的需求. 尖晶石型Li4Ti5O12作为“零应变材料”具有优异的循环稳定性、价格便宜、容易制备、较高的平台电压和良好的安全性, 已成为锂离子动力电池负极材料的研究热点, 被认为是目前最具应用前景的锂离子电池负极材料. 由于形貌选择对于Li4Ti5O12材料的电化学性能有着至关重要的影响, 本文综述了球形、多孔(中空)结构、纳微结构、核壳结构等不同形貌Li4Ti5O12的合成及其性能研究的最新进展; 总结了各种形貌的优点, 已解决和待解决的问题, 常用合成方法以及各自的适应领域; 并对Li4Ti5O12材料的发展趋势进行了展望.  相似文献   

5.
褚道葆  李建  袁希梅  李自龙  魏旭  万勇 《化学进展》2012,24(8):1466-1476
发展高安全性、高能量、低成本、长寿命锂离子电池是当前动力电池应用面临的巨大挑战。电池的性能主要取决于正负极电极材料的性能。Sn基合金负极具有高能量和安全特性,是一种很有产业化前景的锂离子电池负极材料。本文综述了Sn基合金电极作为锂离子电池负极的最新研究进展,对Sn基合金负极的不同制备方法进行了总结,重点介绍了锡基合金负极材料在电化学性能方面所存在的问题及其原因,包括锡基活性物质的损失、SEI膜和氧化膜的形成、纳米粒子的团聚和锂离子嵌入过程中死锂的产生等影响合金充放电性能的因素,最后展望了以提高Sn基合金负极电化学性能为目的的研究趋势。  相似文献   

6.
硅基材料由于其高电化学容量是一种非常有发展前途的锂离子电池负极材料,但其在充放电过程中体积变化大、循环寿命差、首次库仑效率低等是阻碍其商业化的主要问题.本文综述了硅在脱嵌锂时晶体结构及表/界面的变化,以及改善其电化学性能方面的研究进展,并阐述其作为锂离子电池负极材料的研究前景.  相似文献   

7.
孙明明  张世超 《物理化学学报》2007,23(12):1937-1942
采用多步电沉积法制备的三维多孔铜箔作为集流体、低温液相化学还原法制备的纳米Sn/SnSb 合金作为负极材料, 制备出一种新型三维多孔结构的纳米Sn/SnSb合金复合负极. 通过与普通负极电化学性能的对比实验发现, 这种新型三维复合负极具有如下优点: 三维多孔网络结构提高了负极活性材料与集流体之间的结合力, 使不含粘结剂电极的制备成为可能; 有效缓解了高容量负极活性材料在充放电过程中的体积膨胀, 提高了负极活性材料的循环性能, 当循环到第30周时, 普通负极剩余容量为初始容量的33%, 而三维复合负极剩余容量为初始容量的41%; 三维铜箔集流体的特殊结构为高容量负极活性材料提供了一个良好的导电环境, 使电极反应进行得更加完全, 从而获得了更高的电极比容量, 普通负极初始容量为480 mAh·g-1, 而三维复合负极达到了800 mAh·g-1. 纳米Sn/SnSb合金三维复合负极良好的电化学性能为锂离子电池负极结构的设计开发提供了新的思路.  相似文献   

8.
锂离子电池的商业石墨负极材料的容量已经接近理论值,限制了动力电池的发展,开发容量高、稳定性好、循环寿命长和倍率性能优良的新型负极材料显得尤为重要。钴基氧化物材料由于其具有较高的比容量,是锂离子电池的理想负极材料之一。本文分别从结构设计和化学成分调控2个方面,结合本课题组近年来的研究及国内外重要文献综述了钴基氧化物作为锂离子电池负极材料的研究进展。在结构设计方面,通过构建一维结构、二维结构、三维结构、空心结构、碳材料支撑结构以及异质结构来增加钴基氧化物的反应活性位点数量;而在化学成分调控方面则通过引入无定型结构、非金属杂原子掺杂、金属杂原子掺杂、构筑高熵氧化物来提高钴基氧化物的本征活性,从而提高钴基氧化物的锂离子电池性能。最后,对钴基氧化物在锂离子电池领域未来的发展进行了展望。  相似文献   

9.
王照民  易政  钟鸣  程勇  王立民 《应用化学》2018,35(7):745-755
Sb基材料作为一类合金机制的锂离子电池负极材料,因具有比容量高、安全性好等优点受到广泛关注。 然而,由于Sb基负极材料在充放电过程中的体积效应和本身导电性较差等问题导致的循环性能不理想,制约了其作为锂离子电池负极材料的商业化应用。 本文综述了近年来在锂离子电池Sb基各类负极材料方面的研究进展,重点介绍了它们的反应机理、合成方法及电化学性能,并对Sb基负极材料的发展方向进行了展望。  相似文献   

10.
硅材料作为锂离子电池负极材料具有比容量大的优点,是高容量锂离子负极材料的研究热点之一。论文综述了近年来锂离子电池硅负极材料的研究进展。分别对硅和含硅材料作为锂离子电池负极材料的发展过程、充放电特性、储锂机理及影响其储锂的各因素进行了分析和总结,并对其存在的问题进行了分析。探讨了采用不同复合物、不同制备方法和合成硅化物等改性方法来提高其循环性能的可行性。指出纳米硅基复合物将是硅负极材料最有希望的发展方向。  相似文献   

11.
Since the invention of lithium-ion batteries as a rechargeable energy storage system, it has uncommonly promoted the development of society. It has a wide variety of applications in electronic equipment, electric automobiles, hybrid vehicles, and aerospace. As an indispensable component of lithium-ion batteries, anode materials play an essential role in the electrochemical characteristics of lithium-ion batteries. In this review, we described the development from lithium-metal batteries to lithium-ion batteries in detail on the time axis as the first step; This was followed by an introduction to several commonly used anode materials, including graphite, silicon, and transition metal oxide with discussions the charge-discharge mechanism, challenges and corresponding strategies, and a collation of recent interesting work; Finally, three anode materials are summarized and prospected. Hopefully, this review can serve both the newcomers and the predecessors in the field.  相似文献   

12.
正1 Introduction As environmental pollution continues to worsen,governments are increasing their efforts to develop green transport vehicles,such as electric vehicles and hybrid cars.Efficient energy storage and conversion systems are urgently needed  相似文献   

13.
The research of anodic materials which could improve the performance and reduce the cost of graphite-based materials in lithium-ion batteries leads to a considerable effort for creating novel carbons. In this work, special attention has been paid to investigating the possibility of improving the electrochemical behavior of graphite anode by application of composite materials with carbon materials coming from agro-wastes. For that, different carbons coming from agro-wastes have been synthesized and characterized in order to study the effect of their properties on the electrochemical performance of C/C composites with graphite. It has been established that introduction of hard carbon obtained from olive stones into the active mass of anode based on graphite allows one to increase the reversible capacity up to 405 mAh g?1 for the total mass of graphite/carbon content of electrode, and also to improve stability of characteristics during cycling. We suggested that such a binary carbon mixture (graphite and hard carbon) would be a better choice for development of the anode for lithium-ion battery.  相似文献   

14.
锂离子储能器件具有高能量密度与绿色环保等优点, 在未来新能源汽车和大规模储能领域中将显示出巨大的潜力. 然而, 由于传统锂离子负极材料如石墨、 硅存在电化学动力学缓慢与高倍率下的安全性等问题, 无法满足目前能源消费终端日益增长的快速充放电性能要求. 因此, 开发有利于锂离子快速嵌入/脱出、 安全性与稳定性优异的负极材料至关重要. 相比于传统的负极材料, 铌基氧化物具有合适的理论容量、 更安全的工作电位、 稳定且快速的离子传输通道等优点. 本文综述了高倍率铌基氧化物负极材料在锂离子储能器件领域的最新研究进展, 重点介绍了典型铌基氧化物的储锂机理与改性手段, 并对铌基氧化物负极材料未来的发展与挑战进行了展望.  相似文献   

15.
The electrochemical performances of lithium-ion batteries(LIBs) are closely related to the interphase between the electrode materials and electrolytes. However, the development of lithium-ion batteries is hampered by the formation of uncontrollable solid electrolyte interphase(SEI) and subsequent potential safety issues associated with dendritic formation and cell short-circuits during cycling. Fabricating artificial SEI layer can be one promising approach to solve the above issues. This review summarizes the principles and methods of fabricating artificial SEI for three types of main anodes:deposition-type(e.g., Li), intercalation-type(e.g., graphite) and alloy-type(e.g., Si, Al). The review elucidates recent progress and discusses possible methods for constructing stable artificial SEIs composed of salts, polymers, oxides, and nanomaterials that simultaneously passivate anode against side reactions with electrolytes and regulate Li+ ions transport at interfaces. Moreover, the reaction mechanism of artificial SEIs was briefly analyzed, and the research prospect was also discussed.  相似文献   

16.
Fiber lithium-ion batteries represent a promising power strategy for the rising wearable electronics. However, most fiber current collectors are solid with vastly increased weights of inactive materials and sluggish charge transport, thus resulting in low energy densities which have hindered the development of fiber lithium-ion batteries in the past decade. Here, a braided fiber current collector with multiple channels was prepared by multi-axial winding method to not only increase the mass fraction of active materials, but also to promote ion transport along fiber electrodes. In comparison to typical solid copper wires, the braided fiber current collector hosted 139 % graphite with only 1/3 mass. The fiber graphite anode with braided current collector delivered high specific capacity of 170 mAh g−1 based on the overall electrode weight, which was 2 times higher than that of its counterpart solid copper wire. The resulting fiber battery showed high energy density of 62 Wh kg−1.  相似文献   

17.
锂离子电池3d 过渡金属氧化物负极微/纳米材料   总被引:2,自引:0,他引:2  
陈欣  张乃庆  孙克宁 《化学进展》2011,23(10):2045-2054
与传统的碳材料相比,锂离子电池3d 过渡金属氧化物(MxOy,M = Co、Fe、Cu、Ni) 负极材料具有更高的容量、倍率及安全性能,更适于锂离子电池在移动电子设备、电动汽车、备用储能和智能电网等领域的应用,因此备受关注。本文介绍了MxOy 负极材料的充放电机理,并以零维、一维、二维、三维等纳米结构及空心、核壳等多种微/纳米结构为出发点,详细讨论了过渡金属氧化物电极材料的电化学性能与结构特征之间的关系,分析了具有不同结构特征的负极材料的合成方法;展望了3d 过渡金属氧化物负极微/纳米材料的研究趋势和发展前景。  相似文献   

18.
介绍了一种新型锂盐――双乙二酸硼酸锂(LiBOB)的基本性质及制备进展,并重点综述了其在锂电中应用的有关研究,包括基于LiBOB电解液的导电性研究,对负极材料、正极材料的稳定性研究,与其他锂盐在锂离子电池中混合使用的性能研究等。  相似文献   

19.
α-Fe(2)O(3) hollow spheres with sheet-like subunits are synthesized by a facile quasiemulsion-templated method. Glycerol is dispersed in water to form oil-in-water quasiemulsion microdroplets, which serve as soft templates for the deposition of the α-Fe(2)O(3) shell. When tested as anode materials for lithium-ion batteries, these α-Fe(2)O(3) hollow spheres manifest greatly enhanced Li storage properties.  相似文献   

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